CN102957203B - 一种电气设备防误操作方法、装置和系统 - Google Patents

一种电气设备防误操作方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电气设备防误操作方法,包括步骤:编写设备操作规则公式,设备操作规则公式定义对每种设备进行每种操作时需要满足的规则;将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备来构建设备拓扑节点表;当出现操作请求时,结合设备拓扑节点表,计算请求操作的设备的操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机。本发明还提供一种电气设备防误操作装置,包括设备分解模块、拓扑关系解析模块、操作规则库和操作规则公式计算模块。本发明还提供了一种电气设备防误操作系统,包括电气设备防误操作装置、接线图输入装置和防误主机。本发明所提供的一种电气设备防误操作方法、装置和系统能够有效地提高防误系统的安全可靠性。

Description

一种电气设备防误操作方法、装置和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电气控制技术领域,特别是涉及一种电气设备防误操作方法、装置和系统。
背景技术
[0002] 电气设备分为运行、备用、检修三种状态。将设备由一种状态转变为另一种状态的过程叫做倒闸,所进行的操作叫做倒闸操作。通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态或使系统改变了运行方式,这种操作就叫做倒闸操作。
[0003] 隔离开关,是高压开关电器中使用最多的一种电器,是在电路中起隔离作用的器件。它本身的工作原理及结构比较简单,但由于使用量大,工作可靠性要求高,对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。隔离开关的刀闸的主要特点是无灭弧能力,只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。
[0004] 断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一般将3kV以上的称为高压电器。低压断路器又称自动开关,俗称〃空气开关〃也是指低压断路器,它是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件,已获得了广泛的应用。
[0005] 接地设备主要是地刀,地刀全称接地刀闸,是安装于高压开关柜内代替接地线的一种安全连锁机构。
[0006] 在进行倒闸操作之前,必须明确即将要进行的倒闸操作是否准确无误,否则,错误的倒闸操作可能会造成严重的财产损失或人员伤亡。因此,需要有一定的防范措施,电气“五防”就是的实现是电力安全生产的重要措施之一,随着电网的不断发展,技术的不断更新,电气设备防误操作的防误系统和方法得到了不断的改进和完善。
[0007] 电气“五防”通常指的是高压开关柜的“五防”或者变配电室的“五防一通”。高压开关柜的“五防”为:
[0008] 1、防止带负荷分、合隔离开关。即在断路器、负荷开关、接触器等负荷在合闸状态下不能操作隔离开关;
[0009] 2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器,只有操作指令与操作设备对应时才能对被操作设备操作;
[0010] 3、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关,即只有当接地开关处于分闸状态,才能合隔离开关或让手车进至工作位置,才能将断路器、负荷开关闭合。
[0011] 4、防止在带电时误合接地开关,即只有在断路器分闸状态,才能操作隔离开关或者让手车从工作位置退至试验位置,才能合上接地开关。
[0012] 5、防止误入带电间隔,即只有隔室不带电时,才能开门进入隔室。
[0013] “五防”是电力系统为防止操作人员在现场操作过程中发生误操作而采取的一种防范措施。它要求电力系统在进行倒闸操作前,先在防误系统中模拟该倒闸操作过程。模拟操作时,防误系统根据当前各设备的状态判断设备操作是否违反了防误规则要求,如果违反了防误规则要求,则提示用户不能进行该步操作。
[0014] 当前的防误系统以微机防误系统居多,在微机防误系统中一般采用人工编写设备操作逻辑公式的方法来实现设备的防误操作逻辑。当操作人员模拟操作某个设备时,五防系统根据当前系统中各设备状态来计算该逻辑公式,如果计算结果为假,则说明该操作违反了防误规则,不能操作,系统提示给用户操作错误。从上述过程可以看到,设备操作逻辑定义正确与否关系到防误系统是否能准确、安全的工作。
[0015] 人工编写防误逻辑需要对每一种类型的电气设备都编写与之对应的独特的操作程序,对于刀闸、开关、接地设备这一类较为简单的基本开关类设备,根据每一种基本开关类设备的操作规则编写相应的操作程序的难度较小,准确度能够得到一定保证。但是如果是较为复杂的设备,如桥接线等一些较为特殊的设备,编写逻辑异常复杂,各种运行方式很难写全,出错率高,且可读性差,阅读理解困难,编写、检查、审查工作量都很大。除此以外,在电气设备新增、改造间隔时,需要对应修改逻辑公式,当涉及母联、母线地刀等器件时,非常容易产生遗漏和错误,准确度难以得到保证。
[0016]目前还有一些系统提出了采用拓扑分析的方法处理防误闭锁逻辑的思路,可以处理一些基本的防误逻辑,其缺点在于防误逻辑的实现是直接通过程序实现的,对于复杂运行方式难于适应;应对需求变化的方法只有修改程序,反复的修改程序会造成系统可靠性和稳定性的降低;同时此方法同样要求开发人员对各种设备的运行规则理解准确、全面,即不管设备是简单的基本开关类设备还是复合开关类设备,均需要有非常准确的掌握,稍有错误,将造成严重后果;而且实现的防误规则被密封在程序源码中,只能通过黑盒测试来进行不完整的验证,而现实情况复杂多变,导致系统的可靠性不高。
发明内容
[0017] 本发明的目的在于提供一种电气设备防误操作方法、装置和系统,其解决了现有技术中的防误操作逻辑编写难度大、工作量大、准确度难以控制、可靠性不高等问题。
[0018] 为实现本发明目的而提供的一种电气设备防误操作方法,包括步骤:11.编写基本开关类设备的操作规则公式,该操作规则公式包括设备类型、操作类型和规则表达式,所述规则表达式主要由搜索和判断构成;其中,搜索为从设备拓扑节点表中的节点出发按拓扑连接关系和搜索边界条件向前搜索的过程,判断为与搜索结果相关的逻辑表达式;所述规则表达式定义了每种基本开关类设备进行倒闸操作时需要满足的防误规则;12.将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备来构建设备拓扑节点表,其中,所述复合开关类设备为由多个基本开关类设备组合而成的设备,所述基本开关类设备包括开关、刀闸、接地设备、网门和负荷开关;13.当出现倒闸操作请求时,结合所述设备拓扑节点表,计算请求倒闸操作的设备的操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机。
[0019] 其中,所述步骤12包括步骤:121.将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,并将分解结果保存到设备分解描述文件中;122.根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表,所述设备拓扑节点表至少包含各设备之间的连接关系信息。
[0020] 其中,所述将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备包括步骤:a)将复合开关类设备分解为两个以上基本开关类设备的连接组合,使得分解后的基本开关类设备的组合的对外接线端子特性,与分解前的复合开关类设备的对外接线端子特性一致;
b)将复合开关类设备的各状态与分解后的基本开关类设备各状态映射,使得复合开关类设备的每个状态均有分解后的各个基本开关类设备的状态与之对应;c)将复合开关类设备的状态转换分解为基本开关类设备的状态转换序列。
[0021] 其中,所述步骤13包括步骤:131.当出现倒闸操作请求时,根据请求倒闸操作的设备类型和操作类型调用对应的设备操作规则公式;132.按照调用的设备操作规则公式的规则表达式在所述设备拓扑节点表上进行搜索,得到搜索结果集合;133.对搜索结果集合按照所述规则表达式进行判断,得到计算结果;134.将计算结果返回给所述防误主机。
[0022] 其中,一个搜索包括搜索名、搜索的起点设备、搜索起点端子、搜索时间点、搜索边界和搜索目标;所述搜索名代表所对应的搜索,对于搜索名的引用等同于对搜索结果的引用;所述搜索起点设备是当前操作设备或另一个搜索集合中的设备或通过设备类型指定的某一类设备集合;所述搜索起点端子是搜索起点设备的端子或是通过端子类型指定的搜索起点端子;所述搜索时间点用来标示搜索时当前设备状态是按操作前状态处理还是按操作后状态处理;所述搜索边界用于指定搜索的边界条件,所述搜索边界通过设备类型、设备类型与设备状态判断符与设备状态的组合指定;所述搜索目标用于描述搜索结果设备应满足的条件,所述搜索目标通过设备类型、设备类型与设备状态判断符与设备状态的组合指定,所述设备状态判断符包括在、不在、全部状态为、包含、不包含;设备状态包括合位、分位。
[0023] 其中,所述判断是由判断项和与、或、非操作符组成的表达式;所述判断项是一个由括号括起来的规则表达式或一个判断名或一个搜索判断;所述判断名是对一个判断的定义,对判断名的引用相当于对该判断的引用;所述搜索判断包含搜索结果集合属性判断和集合间比较判断。
[0024] 其中,所述搜索结果集合属性判断包括搜索到设备、搜索结果集合设备状态判断、搜索结果集合设备属性判断、搜索结果集合设备数量判断;所述搜索结果集合设备状态判断包括搜索名、状态判断符、设备状态组成,所述状态判断符包括全部状态为、状态包含、状态不包含,设备状态包括合位、分位、不确定状态;所述搜索结果集合设备数量判断包括搜索名、数量判断符、常数值,用于判断搜索设备结果集合中设备的数量是否满足特定的数量约束,所述数量判断符包括数量大于、数量小于、数量等于、数量大于等于、数量小于等于;所述搜索结果集合设备属性判断包括搜索名、设备集合属性判断符、设备属性,所述设备集合属性判断符是“全部属性为”。
[0025] 其中,所述步骤13之后还包括步骤:14.防误主机将计算结果提示给用户,当计算结果是允许操作时,则提示对应的设备操作请求正确;当计算结果是禁止操作时,则提示对应的设备操作请求错误,当请求的操作违反了非严格执行的操作规则,则防误主机询问用户是否继续执行,是,则继续执行,否,则不执行。
[0026] 本发明还提供了一种电气设备防误操作装置,包括设备分解模块、拓扑关系解析模块、操作规则库和操作规则公式计算模块;所述设备分解模块,用于将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,并将分解结果保存到设备分解描述文件中;所述拓扑关系解析模块,用于根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表;所述操作规则库,用于存储所述基本开关类设备的操作规则公式;所述操作规则公式计算模块,用于计算所述操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机。
[0027] 本发明还提供了一种电气设备防误操作系统,包括电气设备防误操作装置、接线图输入装置和防误主机;所述电气设备防误操作装置包括设备分解模块、拓扑关系解析模块、操作规则库和操作规则公式计算模块;所述设备分解模块,用于将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,并将分解结果保存到设备分解描述文件中;所述拓扑关系解析模块,用于根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表;所述操作规则库,用于存储所述基本开关类设备的操作规则公式;所述操作规则公式计算模块,用于计算所述操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机;所述接线图输入装置,用于输入系统的拓扑接线图;所述防误主机用于提供设备状态表、输入操作请求和输出计算结果。
[0028] 本发明的有益效果是:本发明的一种电气设备防误操作方法、装置和系统,通过将复合开关类设备按其电气性质分解为简单设备,即将复合开关类设备的电气功能拆解为多个具有单项功能的基本开关类设备来完成,将复合开关类设备与其他器件的连接关系拆解为基本开关类设备于其他器件的连接关系,从而构建的拓扑节点表中,仅出现基本开关类设备,因此在编写操作规则时,仅需编写每一种基本开关类设备的操作规则,无需再针对复合开关类设备而专门编写防误逻辑,而对基本开关类设备的操作规则的编写简单,不容易出错,准确度较高,保证了防误操作的安全和可靠性,避免了人工编写所有种类设备闭锁逻辑公式导致的各类问题,如工作量大,对调试人员素质要求高,容易出错,审核困难等问题。同时本发明提供的电气设备防误操作系统允许防误专家通过设备规则公式的方法定义设备的操作规则,在某一设备出现改动时,仅需对该设备的设备规则公式进行调整,这样使得对防误操作系统的规则的调整更容易、直观,降低了现场实施的难度。防误专家能够直接参与规则的定义,甚至用户可以审阅规则定义,而程序开发人员不必理解复杂的防误规则,降低了防误操作的复杂度,即使防误需求不断变化,也可以保证系统的稳定性、可靠性。
[0029] 附说明图
[0030] 图1为单母出现一次接线图;
[0031] 图2为禁止带负荷拉合刀闸操作示意图;
[0032] 图3为一种电气设备防误操作方法实施例2的系统接线图;
[0033] 图4为-GS9131连锁刀闸的状态分解示意图;
[0034] 图5为-GD117地刀合闸操作的调用判断和搜索的顺序示意图;
[0035] 图6为-GD117地刀合闸操作的返回计算结果的顺序示意图;
[0036] 图7为-FDll刀闸分闸操作的一级判断项的调用判断和搜索的顺序示意图;
[0037] 图8为-FDll刀闸分闸操作的返回计算结果的顺序示意图;
[0038] 图9为-FDll刀闸分闸操作的返回具体计算结果的顺序示意图;
[0039] 图10为-FDll刀闸分闸操作的调用判断和搜索的顺序示意图;
[0040] 图11为-GS9131连锁刀闸合闸操作的调用判断和搜索的顺序示意图;
[0041] 图12为-GS9131连锁刀闸合闸操作的返回计算结果的顺序示意图;
[0042] 图13为一种电气设备防误操作系统的示意图。
具体实施方式
[0043] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明的一种电气设备防误操作方法、装置和系统进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0044] 本发明提供了一种电气设备防误操作的方法,下面以两个具体实施例对本发明的方法的技术方案予以阐述。
[0045] 实施例1
[0046] 本实施例提供的电气设备防误操作的方法包括步骤:
[0047] 11.编写设备操作规则公式,所述设备操作规则公式定义对每种设备进行每种操作时需要满足的规则。
[0048] 防误专家根据相关运行管理文件、设备的操作规程、现场实际运行经验,编写设备操作规则公式。所述设备操作规则公式定义如刀闸、开关、地刀等基本开关类设备的合、拉操作时需要满足的规则。
[0049] 所述设备操作规则公式的构成及文法为:
[0050] 设备操作规则公式用来描述某类设备的操作规则,公式分三个部分:设备类型、操作类型、规则表达式,使用此公式可以定义某类设备(如刀闸、开关、地刀等)某类操作(合、拉)时需要满足的规则。
[0051] 所述设备类型分为开关、刀闸、地刀(地线)、网门、负荷开关等五类,这五类设备是倒闸操作时的主要设备,它们分别发挥着不同的作用,因此有着不同的操作规则。
[0052] 所述操作类型分为合闸操作(对于地线为挂地线、对于网门为开网门)和分闸操作(对于地线为拆地线、对于网门为关网门)。
[0053] 所述规则表达式是用来描述各类设备防误规则的表达式,该表达式主要由搜索和判断构成。该表达式是根据设备的操作规则定义的(比如对于防误规则“禁止带地线合刀闸”,说明刀闸合操作要求该刀闸连接的所有地线包括通过开关连接的地线都应拆除才能操作),因此该表达式只和操作设备类型及要进行的操作类型有关,而与实际运行系统中的具体设备无关。
[0054] 所述中搜索是表达式中的一个因子,一个搜索就是从拓扑关系图中一个或几个节点出发,按拓扑连接关系和搜索约束向前检索的过程,搜索的结果是检索过程遇到的所有满足搜索目标约束的一组设备集合,该集合将用于判断。一个搜索定义包括:搜索名、搜索的起点设备、搜索起点端子、搜索时间点、搜索边界和搜索目标等等。
[0055] 所述搜索名代表了该搜索,它用在搜索判断中,对它的引用等同于对搜索结果的引用。
[0056] 所述搜索起点设备可以是当前操作设备,也可以是另一个搜索集合中的设备或通过设备类型指定的某一类设备的集合。
[0057] 所述搜索起点端子是指从搜索起点设备的那些端子开始搜索,可以通过端子编号来指定起点端子,也可以通过端子类型(如主变高压侧)来指定搜索起点端子。
[0058] 所述搜索时间点可以是操作前或操作后,它用来标示搜索时当前设备状态是按操作前状态处理还是按操作后状态处理。
[0059] 所述搜索边界用于指定搜索的边界条件,搜索边界可以通过设备类型、设备类型与设备状态判断符与设备状态的组合来指定。其中设备状态判断符包括:在、不在、全部状态为、包含、不包含等等;设备状态包括:合位、分位等等。
[0060] 所述搜索目标用于描述搜索结果设备应满足的条件,搜索目标可以通过设备类型、设备类型与设备状态判断符与设备状态的组合来指定。其中设备状态判断符包括:在、不在、全部状态为、包含、不包含等等;设备状态包括:合位、分位等等。
[0061] 所述搜索结果集之间可以通用的集合运算形成新的集合,集合运算主要有集合交集运算、并集运算、差集运算等等。
[0062] 所述搜索结果集可以再通过一个判断进行排除或保留。
[0063] 所述规则表达式是由判断项和与、或、非操作符组成的逻辑表达式。
[0064] 所述判断项可以是一个由括号括起来的规则表达式,或一个判断名,或一个搜索判断。
[0065] 所述判断名是对一个判断的定义,它由一个判断名和一个规则表达式构成,对判断名的引用相当于对该规则表达式的引用。
[0066] 所述搜索判断包含搜索结果集合属性判断和集合间比较判断。
[0067] 所述搜索结果集合属性判断包括搜索到设备、搜索结果集合设备状态判断、搜索结果集合设备属性判断、搜索结果集合设备数量判断。
[0068] 所述搜索到设备判断由‘判断名’和‘搜索到设备’构成,如果搜索结果集合不为空,则该判断返回‘真’,否则返回‘假’。
[0069] 所述搜索结果集合设备状态判断由搜索名、状态判断符、设备状态三部分构成,其中状态判断符包括状态全部状态为、状态包含、状态不包含,设备状态包括:合位、分位、不确定状态(并行操作)。
[0070] 所述搜索结果集合设备数量判断由搜索名、数量判断符、常数值三部分构成,它用于判断搜索设备结果集合中设备的数量是否满足特定的数量约束。其中数量判断符包括数量大于、数量小于、数量等于、数量大于等于、数量小于等于。
[0071] 所述搜索结果集合设备属性判断由搜索名、设备集合属性判断符、设备属性三部分构成。其中设备集合属性判断符有‘全部属性为’。
[0072] 参见图1,图1中所示的-27地刀的操作规则公式的编写方法如下:
[0073] 地刀能够操作的条件是地刀处于一个隔离区域内,也就是说从地刀连接节点,沿拓扑图形网络向各个方向遍历遇到的第一个刀闸都需要断开,才可以操作地刀。因此我们需要定义一个搜索,通过该搜索可以找到当前操作地刀节点沿各个方向连接的所有第一个刀闸并且刀闸不在分位,我们将该搜索命名为“地刀连接的合位刀闸”,其定义形式如下:
[0074] <搜索 > 地刀连接的合位刀闸:搜索边界-[刀闸],搜索目标-[刀闸.在.合位+刀闸.在.不确定状态+负荷+电源],内部暂存搜索结果
[0075] 根据该搜索还需要定义一个地刀操作的规则表达式为
[0076]〈判断〉地刀处于隔离态:地刀连接的合位刀闸.没有搜索到设备!
[0077] <公式 > 地刀H:地刀处于隔离态!
[0078]〈公式〉地刀L:!
[0079] 对于上述地刀操作规则的一些符号和关键字说明如下:
[0080] 符号说明:[0081 ] “〈”和“ > ”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别的关键字;
[0082] “ [ ”和“]”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别限定条件;
[0083] ”为分隔符号;“! ”为判断结束符,“ + ”表示逻辑“或”的逻辑关系;
[0084] 关键字说明:
[0085] 公式:在操作规则文件中,表示该行是公式的逻辑表达式;
[0086] 判断:在操作规则文件中,表示该行是判断的逻辑表达式;
[0087] 搜索:在操作规则文件中,表示该行是搜索的逻辑表达式;
[0088] 搜索边界、从中排除判断、搜索目标:为搜索的限定条件;
[0089]内部暂存搜索结果:拓扑防误规则编译模块识别需将搜索结果保存到内存的关键字;
[0090] 没有搜索到设备:是判断逻辑表达式对搜索结果进行“空集”的判断,当搜索结果集合为空集时,该判断为“True”。
[0091] 参见图2,图2中所示111-1刀闸,作为一种可实施方式,111-1刀闸的操作规则公式的编写方法如下:
[0092] 操作刀闸所应遵循的规则为相关开关在合位,不允许拉/合刀闸。
[0093] 由于刀闸不具备分断负荷的能力,故刀闸不能分断两个负载,其中:合位的断路器为负载,同时,考虑刀闸与开关间隔设备间的联锁关系,刀闸操作时,直连断路器需在断开位置。在操作刀闸时,判断刀闸是否两侧均连接有负载,包括是否两侧均有合位的开关,若两侧均有未分开的开关则禁止操作,并且,若有直连开关,直连开关需在分位。在操作111-1刀闸时,其节点沿着拓扑图形网络从两侧搜索合位开关,若搜索到直接连接的开关111在合位,则禁止操作;若111在分位,虽然节点搜索到连接的开关MLl或101,但此时刀闸111-1属于一侧空载,可以操作;
[0094] 具体实现如下:
[0095]〈公式 > 刀闸 H:********** 刀闸 _ 无 _ 带负荷操作 **************** !
[0096]〈公式 > 刀闸 L:********* 刀闸 _ 无 _ 带负荷操作 **************** !
[0097]〈判断〉刀闸_无_带负荷_操作:***********刀闸_ 一侧_空载
[0098] 注:*表示刀闸的其他逻辑条件或判断;
[0099] //------拓扑逻辑实现
[0100]〈判断〉刀闸_ 一侧_空载:设备_直连开关_无_合位,(刀闸_左侧_空载+刀闸_右侧_空载)!
[0101] Ill------刀闸一侧空载-----
[0102]〈判断〉刀闸_左侧_空载:搜索_刀闸_连接_负载_左.没有搜索到设备!
[0103]〈判断〉刀闸_右侧_空载:搜索_刀闸_连接_负载_右.没有搜索到设备!
[0104] <搜索 > 搜索_刀闸_连接_负载_左:从电气连接点O开始搜索,搜索边界-[宏_刀闸分位+开关.在.分位+所变],从中排除判断-[当前操作设备],搜索目标-[宏_负荷+开关.不在.分位+主变]
[0105] <搜索 > 搜索_刀闸_连接_负载_右:从电气连接点I开始搜索,搜索边界-[宏_刀闸分位+开关.在.分位+所变],从中排除判断-[当前操作设备],搜索目标-[宏_负荷+开关.不在.分位+主变]
[0106] Ill一一设备_直连开关_无_合位
[0107] <判断 > 设备_直连开关_无_合位:搜索_设备_直连_开关_缓存.非空且全部状态为.分位!
[0108]〈信息-不满足〉设备_直连开关_无_合位:[错误]开关不在分位,涉及:〈%s>
[0109] <搜索 > 搜索_设备_直连_开关_缓存:搜索边界-[所有设备类型],搜索目标-[开关],内部暂存搜索结果
[0110] 对于上述刀闸操作规则的一些符号和关键字说明如下:
[0111] 符号说明:
[0112] “〈 ”和“ > ”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别的关键字;
[0113] “ [ ”和“]”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别限定条件;
[0114] ”为分隔符号;“ !”为判断结束符,“,”在搜索中为分隔符,在公式和判断中表示“与”逻辑,“ + ”表示逻辑“或”的逻辑关系;
[0115] s”为“内部暂存搜索结果”的内存数据;
[0116] *表示省略其他判断项,在实例中*所属的上一级判断的逻辑值决定于实例中说明的“判断项”的逻辑值,与*部分无关,*部分假定为满足该判断的逻辑值。
[0117] 关键字说明:
[0118] 公式:在操作规则文件中,表示该行是公式的逻辑表达式;
[0119] 判断:在操作规则文件中,表示该行是判断的逻辑表达式;
[0120] 搜索:在操作规则文件中,表示该行是搜索的逻辑表达式;
[0121] 搜索边界、从中排除判断、搜索目标:为搜索的限定条件;
[0122]内部暂存搜索结果:拓扑防误规则编译模块识别需将搜索结果保存到内存的关键字;
[0123] 没有搜索到设备:是判断逻辑表达式对搜索结果进行“空集”的判断,当搜索结果集合为空集时,该判断为“True” ;
[0124] 信息-不满足:表示当该关键字后面的判断项结果为“False”时,将显示后面的信息;
[0125] 错误:显示信息的等级分类标志。
[0126] 12.将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备来构建设备拓扑节点表。
[0127] 步骤12包括两个步骤:
[0128] 121.将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,并将分解结果保存到设备分解描述文件中。
[0129] 将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备包括:
[0130] a)将复合开关类设备分解为两个以上基本开关类设备的连接组合,使得分解后的基本开关类设备的组合的对外接线端子特性,与分解前的复合开关类设备的对外接线端子特性一致;
[0131] b)将复合开关类设备的各状态与分解后的基本开关类设备各状态映射,使得复合开关类设备的每个状态均有分解后的各个基本开关类设备的状态与之对应;
[0132] c)将复合开关类设备的状态转换分解为基本开关类设备的状态转换序列。
[0133] 复合开关类设备为由多个基本开关类设备组合而成的设备,如小车、三工位刀闸等;基本开关类设备是指开关、刀闸、地刀(地线)、网门、负荷开关五种设备,地刀和地线可以合称为接地设备,地刀是接地刀闸的简称。对于小车这种复合开关类设备,系统将其分解为刀闸、开关、接地设备等基本开关类设备组合而成的设备。该分解结果保存到设备分解描述文件中,系统在处理该类设备时按分解后的基本开关类设备处理。设备分解描述文件包括了复合开关类设备各状态对应的分解后各基本开关类设备的状态,同时还包含了分解后各基本开关类设备间的连接关系。分解后的基本开关类设备的组合,其对外的端子特性与原复合开关类设备是一致的。比如三工位刀闸可以分解为一个刀闸加一个接地刀闸,三个状态分别映射到刀闸和接地刀闸相应的状态。
[0134] 122.根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表,所述设备拓扑节点表至少包含各设备之间的连接关系信息。
[0135] 根据一次系统接线图,构建设备拓扑节点表。拓扑节点表包含了设备信息以及设备间的连接关系信息等。对于复合开关类设备,这里将其根据设备分解描述文件重新处理拓扑节点表,即拓扑节点表中原来的复合开关类设备经处理后,已经处理成了基本开关类设备(开关、刀闸、接地设备等)间的连接,并进一步与系统中的其他节点连接。
[0136] 13.当出现操作请求时,结合所述设备拓扑节点表,计算请求操作的设备的操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机。
[0137] 作为一种可实施方式,步骤13可以由如下四步来完成:
[0138] 131.当出现操作请求时,根据请求操作的设备类型和操作类型调用对应的设备操作规则公式;
[0139] 132.按照调用的设备操作规则公式的规则表达式,在所述设备拓扑节点表上进行搜索,得到搜索结果集合;
[0140] 133.对搜索结果集合按照所述规则表达式进行判断,得到计算结果;
[0141] 134.将计算结果返回给所述防误主机。
[0142] 系统根据步骤12中拓扑关系及当前系统中各设备状态,对防误主机的操作请求进行响应,计算步骤11中定义的设备操作规则公式,将计算结果返回给防误主机。
[0143] 当请求的操作为合-27地刀时,系统取地刀的合闸公式,根据公式计算判断‘地刀处于隔离态’,该判断要求先执行‘地刀连接的合位刀闸’搜索,并检查搜索结果集合是否有设备,如果搜索结果集合没有设备则返回允许操作,否则返回禁止操作结果以及相关禁止操作设备的列表。
[0144] 执行搜索的过程是从-27接地点出发,沿各方向遍历图1,遇到刀闸就停止,因此该搜索可以遍历到两个刀闸-1刀闸、-2刀闸,然后搜索引擎按搜索目标约束从遍历集合剔除在分位的刀闸,最终获得的设备集合为搜索结果集合。
[0145] 对搜索结果集合进行判断,若判断的结果为真,则说明操作正确,若判断的结果为假,则说明操作错误。
[0146] 当请求的操作合刀闸111-1时,系统取地刀的合闸公式,根据公式计算执行“刀闸_无_带负荷操作”的判断,该判断要求先执行:
[0147] 设备_直连开关_无_合位、刀闸_左侧_空载、刀闸_右侧_空载三个判断;具体如下:
[0148] I)首先执行“设备_直连开关_无_合位”的判断:该判断需执行“搜索_设备_直连_开关_缓存”的搜索,并判断结果是全部为分位,若不成立则判断“刀闸_ 一侧_空载”不成立,程序不再向下执行,中止,并依据“〈信息-不满足 > 设备_直连开关_无_合位:[错误]开关不在分位,涉及:〈% s>”中的信息:开关不在分位,涉及〈111〉;
[0149] 2)若:判断“设备_直连开关_无_合位”成立,则执行“刀闸_左侧_空载”的判断,该判断需执行“搜索_刀闸_连接_负载_左”的搜索,并判断是否搜索到目标设备,若搜索到了目标设备,则该判断不成立,结果为假,否则为真;若该条件为真,则“刀闸_右侧_空载”判断不执行。
[0150] 3)若:判断“刀闸_左侧_空载”不成立,则执行“刀闸_右侧_空载”的判断,该判断执行“搜索_刀闸_连接_负载_右”搜索,并判断是否搜索到目标,若搜索到了目标设备,则该判断不成立,结果为假,否则为真;若该条件为假,则“刀闸_右侧_空载”判断不成立,也即“刀闸_ 一侧_空载”不成立,系统将进行其他“刀闸_无_带负荷操作”的判断。
[0151] 14.防误主机将计算结果提示给用户。
[0152] 当计算结果是允许操作时,则提示对应的设备操作请求正确;当计算结果是禁止操作时,则提示对应的设备操作请求错误及相关的错误信息,如“禁止带接地合刀闸! ”,当请求的操作违反了非严格执行的操作规则,则防误主机询问用户是否继续执行,是,则继续执行,否,则不执行,即根据交互结果进行后续的判断。
[0153] 实施例2
[0154] 如图3所示的系统接线图,作为一种可实施方式,则本发明提供的防误操作方法包括:
[0155] 步骤21、编写设备操作规则公式。
[0156] 图3中涉及到多种基本开关类设备和复合开关类设备,以-GDl 17地刀、-FDll刀闸、-GS9131连锁刀闸为例,说明设备的操作规则公式的编写方法。
[0157] -GDl 17地刀的操作规则公式的编写过程如下:
[0158] -GD117地刀为图3中箭头I所指设备,所应遵循的操作规则的实质同图1中的-27地刀,即地刀点各方向的相关刀闸都在分位,也就是对地刀进行合闸操作时,地刀必须在隔离区,此时断路器和主变被视为短路。具体操作规则公式如下:
[0159] <公式 > 地刀H:地刀_在_隔离区,******* !
[0160] <公式 > 地刀L:地刀_在_隔离区,******* !
[0161]〈判断〉地刀_在_隔离区:设备_隔离_缓存!
[0162]〈信息-不满足〉地刀_在_隔离区:[错误]带电合地刀,涉及〈% S〉!
[0163]〈判断〉设备_隔离_缓存:设备_标准_隔离_缓存+******* !
[0164] <判断 > 设备_标准_隔离_缓存:搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存.没有搜索到设备!
[0165] <搜索 > 搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存:搜索边界-[刀闸+负荷开关+开关.属性是.低压设备]\
[0166],从中排除判断_[当前操作设备]\
[0167],搜索目标-[宏_刀闸不在分位+负荷开关.不在.分位+开关.属性是.低压设备;开关.不在.分位]\
[0168],内部暂存搜索结果
[0169] 对上述地刀的操作规则的一些符号和关键字说明如下:
[0170] 符号说明:
[0171] “〈”和“〉”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别的关键字;
[0172] “ [ ”和“]”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别限定条件;
[0173] ”为分隔符号;“! ”为判断结束符,“\”为续行符,“,”在搜索中为分隔符,在公式和判断中表示“与”逻辑,“ + ”表示逻辑“或”的逻辑关系;
[0174] s”为“内部暂存搜索结果”的内存数据;
[0175] “地刀_在_隔离区”中的是为方便阅读增加的分隔符,不是关键字;
[0176] *表示省略其他判断项,在实例中*所属的上一级判断的逻辑值决定于实例中说明的“判断项”的逻辑值,与*部分无关,*部分假定为满足该判断的逻辑值。
[0177] 关键字说明:
[0178] 公式:在操作规则文件中,表示该行是公式的逻辑表达式;
[0179] 判断:在操作规则文件中,表示该行是判断的逻辑表达式;
[0180] 搜索:在操作规则文件中,表示该行是搜索的逻辑表达式;
[0181] 搜索边界、从中排除判断、搜索目标:为搜索的限定条件;
[0182]内部暂存搜索结果:拓扑防误规则编译模块识别需将搜索结果保存到内存的关键字;
[0183] 没有搜索到设备:是判断逻辑表达式对搜索结果进行“空集”的判断,当搜索结果集合为空集时,该判断为“True” ;
[0184] 信息-不满足:表示当该关键字后面的判断项结果为“False”时,将显示后面的信息;
[0185] 错误:显示信息的等级分类标志。
[0186] 其中,〈公式〉地刀H:地刀_在_隔离区,林林林* !表示地刀合闸的允许条件是,“地刀_在_隔离区”判断项的逻辑值为“True” ;判断项通过判断语句(逻辑表达式)名称引用;
[0187]〈公式〉地刀L:地刀_在_隔离区,林林林* !表示地刀合闸的允许条件是地刀_在_隔离区”判断项的逻辑值为“True”;判断项通过判断语句(逻辑表达式)名称引用;
[0188]〈判断〉地刀_在_隔离区:设备_隔离_缓存!为公式判断项,是一级判断,表示判断“地刀_在_隔离区”的逻辑值等于判断项“设备_隔离_缓存”的逻辑值;
[0189] <判断 > 设备_隔离_缓存:设备_标准_隔离_缓存+******* !为一级判断项,是二级判断,表示判断“设备_隔离_缓存”的逻辑值等于判断项“设备_标准_隔离_缓存”或****的逻辑值;
[0190] <判断 > 设备_标准_隔离_缓存:搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存.没有搜索到设备!为二级判断项,是三级判断,表示:当“搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存”的搜索集合为“空集”时,判断“设备_标准_隔离_缓存”的逻辑值为“True”,否则,逻辑值为“False” ;
[0191] <搜索 > 搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存:搜索边界-[刀闸+负荷开关+开关.属性是.低压设备]\
[0192],从中排除判断_[当前操作设备]\
[0193],搜索目标-[宏_刀闸不在分位+负荷开关.不在.分位+开关.属性是.低压设备;开关.不在.分位]\
[0194],内部暂存搜索结果
[0195] 是三级判断项的相关搜索,表示为三级判断(底层判断)的相关搜索定义,用于定义的搜索“搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备”的搜索边界条件、集合筛选条件,以及搜索结果是否需要保存。
[0196] -FDll刀闸的操作规则公式的编写过程如下:
[0197] -FDll刀闸为图3中箭头2所指设备,其操作规则为:禁止在带负荷状态下对刀闸进行合闸或分闸操作。即对刀闸进行合闸或分闸操作时,与刀闸连接的相关开关必须在分位;在实际情况中,可能还需要满足其他规则,在此仅介绍满足最基本规则的规则操作公式,具体如下:
[0198]〈公式〉刀闸H:*********刀闸_无_带负荷_拉合**** !
[0199] <公式 > 刀闸L: *********刀闸_无_带负荷_拉合**** !
[0200]〈判断〉刀闸_无_带负荷_拉合:**********刀闸_ 一侧_空载******** !
[0201]〈判断〉刀闸_ 一侧_空载:设备_直连开关_无_合位,(刀闸_左侧_空载+刀闸_右侧_空载)!
[0202] <判断 > 设备_直连开关_无_合位:搜索_设备_直连_开关_缓存.没有搜索到设备!
[0203]〈信息-不满足〉设备_直连开关_无_合位:[错误]开关不在分位,涉及:〈%s> !
[0204] <搜索 > 搜索_设备_直连_开关_缓存:搜索边界-[宏_直连_不可忽略设备],搜索目标-[开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位],内部暂存搜索结果
[0205]〈判断〉刀闸_左侧_空载:搜索_刀闸_左侧_连接的负载.没有搜索到设备!
[0206]〈搜索〉搜索_刀闸_左侧_连接的负载:从电气连接点I开始搜索,搜索边界-[宏_刀闸在分位+开关.在.分位+负荷开关.在.分位]\
[0207],从中排除判断_[当前操作设备]\
[0208],搜索目标-[宏_终端负荷+所变.属性是.所变大负荷+开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位+主变]
[0209]〈判断〉刀闸_右侧_空载:搜索_刀闸_右侧_连接的负载.没有搜索到设备!
[0210]〈搜索〉搜索_刀闸_右侧_连接的负载:从电气连接点I开始搜索,搜索边界-[宏_刀闸在分位+开关.在.分位+负荷开关.在.分位]\
[0211],从中排除判断_[当前操作设备]\
[0212],搜索目标-[宏_终端负荷+所变.属性是.所变大负荷+开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位+主变]
[0213] 符号说明:
[0214] “〈”和“〉”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别的关键字;
[0215] “ [ ”和“]”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别限定条件;
[0216] “(”和“)”配套使用,括号内为拓扑防误规则编译模块识别的关键字,括号内相当于一个判断项,目的为方便阅读,不影响计算顺序;
[0217] ”为分隔符号;“! ”为判断结束符,“\”为续行符,“,”在搜索中为分隔符,在公式和判断中表示“与”逻辑,“ + ”表示逻辑“或”的逻辑关系;
[0218] s”为“内部暂存搜索结果”的内存数据;
[0219] “地刀_在_隔离区”中的是为方便阅读增加的分隔符,不是关键字;
[0220] *表示省略其他判断项,在实例中*所属的上一级判断的逻辑值决定于实例中说明的“判断项”的逻辑值,与*部分无关,*部分假定为满足该判断的逻辑值。
[0221 ] 关键字说明:
[0222] 公式:在操作规则文件中,表示该行是公式的逻辑表达式;
[0223] 判断:在操作规则文件中,表示该行是判断的逻辑表达式;
[0224] 搜索:在操作规则文件中,表示该行是搜索的逻辑表达式;
[0225] 从电气连接点I开始搜索、搜索边界、从中排除判断、搜索目标:为搜索的限定条件;
[0226]内部暂存搜索结果:拓扑防误规则编译模块识别需将搜索结果保存到内存的关键字;
[0227] 没有搜索到设备:是判断逻辑表达式对搜索结果进行“空集”的判断,当搜索结果集合为空集时,该判断为“True” ;
[0228] 信息-不满足:表示当该关键字后面的判断项结果为“False”时,将显示后面的信息;
[0229] 错误:显示信息的等级分类;
[0230] 公式〈公式〉刀闸H:林林林*刀闸_无_带负荷_拉合*林!表示刀闸合闸的允许条件要求“刀闸_无_带负荷_拉合”的判断项的逻辑值为“True”;判断项通过判断语句(逻辑表达式)名称引用;
[0231]〈公式〉刀闸L:林林林*刀闸_无_带负荷_拉合*林!表示刀闸分闸的允许条件要求“刀闸_无_带负荷_拉合”的判断项的逻辑值为“True”;判断项通过判断语句(逻辑表达式)名称引用;
[0232]〈判断〉刀闸_无_带负荷_拉合:***刀闸_ 一侧_空载*林林!为公式判断项,是一级判断,表示判断“刀闸_无_带负荷_拉合”的逻辑值为“True”,要求判断项“刀闸_ 一侧_空载”的逻辑值为“True” ;
[0233]〈判断〉刀闸_ 一侧_空载:设备_直连开关_无_合位,(刀闸_左侧_空载+刀闸_右侧_空载)!为一级判断项,是二级判断,表示判断“刀闸_无_带负荷_拉合”的逻辑值为“True”,要求判断项“设备_直连开关_无_合位,(刀闸_左侧_空载+刀闸_右侧_空载)”的逻辑值为“True” ;
[0234] <判断 > 设备_直连开关_无_合位:搜索_设备_直连_开关_缓存.没有搜索到设备!为二级判断项,是三级判断,表示当“搜索_设备_直连_开关_缓存”的搜索结果集合为“空集”时,判断“设备_直连开关_无_合位”的逻辑值为“True”,否则,逻辑值为 “False”;
[0235] <搜索 > 搜索_设备_直连_开关_缓存:搜索边界-[宏_直连_不可忽略设备],搜索目标-[开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位],内部暂存搜索结果,为三级判断项的相关搜索,表示为三级判断(底层判断)的相关搜索定义,用于定义的搜索“搜索_设备_直连_开关_缓存”的搜索边界条件、集合筛选的条件,以及搜索结果是否需要保存;
[0236]〈判断〉刀闸_左侧_空载:搜索_刀闸_左侧_连接的负载.没有搜索到设备!为二级判断项,是三级判断,表示当“搜索_刀闸_左侧_连接的负载”的搜索结果集合为“空集”时,判断“刀闸_左侧_空载”的逻辑值为“True”,否则,为“False”。
[0237]〈搜索〉搜索_刀闸_左侧_连接的负载:从电气连接点I开始搜索,搜索边界-[宏_刀闸在分位+开关+负荷开关]\,从中排除判断-[当前操作设备]\,搜索目标-[宏_终端负荷+所变.属性是.所变大负荷+开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位+主变]为三级判断项的相关搜索,表示为三级判断(底层判断)的相关搜索定义,用于定义的搜索“搜索_刀闸_左侧_连接的负载”的搜索边界条件、集合筛选的条件。
[0238]〈判断〉刀闸_右侧_空载:搜索_刀闸_右侧_连接的负载.没有搜索到设备!为二级判断项,是三级判断,表示当“搜索_刀闸_右侧_连接的负载”的搜索结果集合为“空集”时,判断“刀闸_右侧_空载”的逻辑值为“True”,否则,为“False”。
[0239] <搜索 > 搜索_刀闸_右侧_连接的负载:从电气连接点I开始搜索,搜索边界-[宏_刀闸在分位+开关+负荷开关]\,从中排除判断-[当前操作设备]\,搜索目标-[宏_终端负荷+所变.属性是.所变大负荷+开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位+主变]为三级判断项的相关搜索,表示为三级判断(底层判断)的相关搜索定义,用于定义的搜索“搜索_刀闸_右侧_连接的负载”的搜索边界条件、集合筛选的条件。
[0240] -GS9131连锁刀闸的操作规则公式的编写过程如下:
[0241] 图3中箭头3所指设备为-GS9131连锁刀闸,其防误规则为基本开关类设备“刀闸”和“地刀”的防误规则的并集;其状态转换,模拟为基本开关类设备的状态转换序列,其防误逻辑判断,按照基本开关类设备的状态转换序列进行判断,对于两种基本开关类设备状态在不能同时在合或在分时,其状态转换序列将采取多步骤实现,步骤间暂时保存设备序列中存在的过渡状态如图4中-GS9131的过渡态。
[0242] 步骤22:根据接线图生成拓扑节点表。
[0243] 图3中所示GS9131为复合开关类设备,将被分解成基本开关类设备“刀闸”和“地刀”的组合,如图4所示;分解后的刀闸和地刀组合在一起时,其对外接线端子的特性与复合开关类设备GS9131的接线端子对外特性一致;拓扑防误逻辑系统将依据由拆解后的基本开关类设备和接线图中其他的基本开关类设备连接而成的拓扑接线图生成拓扑节点表,生成拓扑节点表(只列出实例相关的节点表)如下:
[0244] 节点a:KG1开关.热点1,GSll刀闸.热点O,⑶117地刀.热点O。
[0245] 节点b =GSll刀闸.热点1,FDll刀闸.热点1,GSlOl刀闸.热点1,IM母线.热点0,IMD地线.热点O。
[0246](其中:“.”表示所属关系;“,”为该节点多个设备间分隔符;)
[0247] *省略节点:
[0248] 节点c =FDll刀闸.热点O, FDl开关.热点O。
[0249] 节点d:GS9011刀闸.热点1,FD21刀闸.热点1,GS9131刀闸.热点1,1M母线.热点0,10M1D地线.热点O。
[0250] 节点e:GS9131刀闸.热点O, GS9131地刀.热点O, KG913开关.热点O。
[0251] *省略节点:
[0252] 步骤23:根据输入的操作请求调用相应的操作规则公式,结合节点表及系统当前设备状态表进行计算。
[0253] 当操作输入请求为GD117由状态O (分位)转换到状态I (合位)时,拓扑防误逻辑系统根据“GD117由状态O转换到状态I”请求,分析出该请求的设备类型为地刀,操作类型为合闸,系统将调用地刀的合闸公式。依据公式的逻辑表达式开始计算,本例中逻辑表达式的计算首先执行公式的判断项“地刀_在_隔离区”,在执行“地刀_在_隔离区”的判断项时,拓扑防误逻辑系统按以下顺序调用相应的判断和搜索,如图5所示。
[0254] 对于底层判断“设备_标准_隔离_缓存”,将执行“搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存”的搜索,该搜索从GDl 17地刀热点O所在的拓扑节点a出发,遍历节点表,沿连线搜索到边界条件“GS11刀闸”、“GS13刀闸”截止,拓扑防误逻辑系统用在边界限定条件内搜索到的设备“分位的KGl开关”、“分位的GSll刀闸”、“分位的GS13刀闸”、“分位的GD127地刀”生成初步的目标设备集合,再根据结果集合筛选条件(“宏_刀闸不在分位+负荷开关.不在.分位+开关.属性是.低压设备;开关.不在.分位”以及“从中排除判断-当前操作设备”(GD117地刀)),对初步的目标设备集合进行筛选。
[0255] 在筛选结果集合时,由于筛选条件中涉及到设备状态,故系统先从当前状态表中读取初步目标集合中设备的状态(GS13刀闸.状态0,KGl开关.状态0,GSll刀闸.状态
O,⑶127地刀.状态0,⑶117地刀.状态O),再按筛选条件进行筛选。本例中的筛选结果为“空”,也即,搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存”返回目标集合为“空集“,判断项“地刀_在_隔离区”的最终逻辑结果值为:True。返回值的过程如图6所示。
[0256] 当操作输入请求为FDll由状态1(合位)转换到状态0(分位)时,系统根据“FD11由状态I转换到状态O”请求,分析出该请求的设备类型为刀闸,操作类型为分闸。系统将调用刀闸的分闸公式。依据公式的逻辑表达式开始计算,逻辑表达式计算首先执行公式的判断项“刀闸_无_带负荷_拉合”,在执行“刀闸_无_带负荷_拉合”的判断项时,拓扑防误逻辑系统调用判断和搜索的顺序如图7所示。
[0257] 当“设备_直连开关_无_合位”判断成功后,才调用括号内的“刀闸_左侧_空载”和“刀闸_右侧_空载”;括号内先执行“刀闸_左侧_空载”,若“刀闸_左侧_空载”的逻辑结果为“True”时,则返回括号内判断项的结果,不再执行“刀闸_右侧_空载”的判断项;若“刀闸_左侧_空载”失败,再继续调用判断项“刀闸_右侧_空载”并执行,将“刀闸_右侧_空载”的判断项的结果返回给上一级判断。具体返回逻辑值的过程如图8所示。
[0258] 本例中“FD11由状态I转换到状态O”的操作请求,其底层判断项“设备_直连开关_无_合”在对“搜索_设备_直连_开关_缓存”的搜索集合进行判断时,拓扑防误逻辑系统将执行“搜索_设备_直连_开关_缓存”的搜索,由该搜索返回搜索集合的结果,执行“搜索_设备_直连_开关_缓存”的搜索过程如下:
[0259] FDll刀闸分别从刀闸所在节点b、节点c出发搜索,遍历节点表,沿连线搜索到边界条件(所有不可忽略的电气设备)“母线”、“FD1开关”截止,拓扑防误逻辑系统用在边界限定条件内搜索到的设备“合位的FDl开关”、“ IM母线”生成初步的目标设备集合,根据结果集合筛选条件(“开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位”)对初步目标设备集合进行筛选。
[0260] 由于结果集合筛选条件中涉及到设备状态,拓扑防误逻辑系统将先从当前状态表中读取初步目标设备集合中设备的状态(FDl开关.状态I),再执行搜索并对结果集合进行筛选。本例筛选后得到“合位的FDl开关”,也即:“搜索_设备_直连_开关_缓存”返回的集合不是“空集”,故判断项“设备_直连开关_无_合”的逻辑计算结果为“False”,最终“刀闸-无-带负荷_拉合”的逻辑值为“False”。同时,由于判断项“设备_直连开关_无_合”为“False”,所以与该判断相关的信息反馈判断,将从内存中读出“搜索_设备_直连_开关_缓存”的搜索存在内存中的结果集合“合位的FDl开关”的设备说明“FD1开关”,作为信息返回给操作请求。本例中返回值过程如图9所示;实际执行的判断调用顺序如图10所示。
[0261] 当输入操作请求为:GS9131由状态0(GS9131地刀合位,GS9131刀闸分位)转换到状态1(GS9131地刀分位,GS9131刀闸合位)时,系统根据“GS9131由状态O转换到状态I”请求,分析出该请求的设备类型为复合开关类设备“连锁刀闸”,将根据设备拆解信息,调用复合开关类设备“连锁刀闸”定义的状态转换序列,根据状态转换序列确定每步的操作设备类型和执行的公式的操作类型。“连锁刀闸”的状态转换序列定义如下:
[0262] 连锁刀闸.状态O-状态I =第一步:(地刀1.状态1-状态0+刀闸1.状态O-状态0),第二步:(地刀1.状态O-状态0+刀闸1.状态O-状态I)
[0263] 阅读说明:a)该语句中的”、“:”是分隔符号;b) 表示“从**转换到**”的含义,即,从“状态O”转换到“状态l”;c) “ = ”表示右边的为左边设备状态转换的序列;d) 和配套使用,括号内为复合开关类设备每个转换步骤中对应的基本开关类设备状态转换定义,复合开关类设备的操作序列可能会有多个转换步骤,如,“连锁刀闸”从状态O到状态I就有“第一步”和“第二步”两个转换步骤。
[0264] 本实例的“连锁刀闸”GS9131的操作请求的逻辑判断分两步进行,具体如下:
[0265] 第一步:地刀1.状态1-状态0+刀闸1.状态O-状态O ;
[0266] 拓扑防误逻辑系统分析出该步操作的设备类型为:地刀,操作类型为:分闸;其中刀闸,由于其状态没有发生转换,故而系统只记录状态,不调用公式,故本步只执行“地刀”的“分闸”公式。若该步公式逻辑值为“True”,将执行“第二步”,并将第一步的操作后状态作为一个过渡态,如图2中GS9131刀闸的过渡态,用于进行“第二步”的判断,否则,将给“连锁刀闸”的操作请求返回“False”。
[0267] 第一步的执行GS9131地刀分闸公式的过程如下:
[0268] 拓扑防误逻辑系统将根据“地刀”分闸公式进行逻辑表达式的计算,其调用判断和搜索的顺序同-GDl 17地刀,如图5所示。
[0269] 底层判断“设备_标准_隔离_缓存”在执行“搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存”的搜索时,从GS9131地刀的热点O所在节点e出发,遍历节点表,沿连线搜索到边界条件“GS9131刀闸”、“GS9133刀闸”截止,拓扑防误逻辑系统用在边界限定条件内搜索到的设备“分位的KG913开关”、“分位的GS9131刀闸”、“分位的GS9133刀闸”生成初步的目标设备集合,再根据结果集合筛选条件(“宏_刀闸不在分位+负荷开关.不在.分位+开关.属性是.低压设备;开关.不在.分位”以及“从中排除判断-当前操作设备”(GS9131地刀)),对初步的目标设备集合进行筛选。
[0270] 由于结果集合的筛选条件中涉及到设备状态,拓扑防误逻辑系统将先从当前状态表中读取初步目标集合中设备的状态(状态表为:GS9131刀闸.状态0,KG913开关.状态0,GS9133刀闸.状态0,GS9131地刀.状态O),再按筛选条件进行筛选。本例中筛选结果为“空”,也即:“搜索_设备_连接的_不在分位的隔离设备_缓存”最终搜索目标集合为:空集,故公式的判断项“地刀_在_隔离区”的最终逻辑结果值为:True,第一步的逻辑计算值为“True”,第一步状态转换后,9131地刀的状态为0,9131刀闸的状态为0,GS9131处于中间态,拓扑防误逻辑系统将执行“连锁刀闸”的第二步状态转换逻辑计算。
[0271] 第二步:地刀1.状态O-状态0+刀闸1.状态O-状态I;
[0272] 拓扑防误逻辑系统分析出该步操作的设备类型为:刀闸,操作类型为:合闸;其中地刀,由于其状态没有发生转换,故而系统只记录状态,不调用公式。故本步只执行“刀闸”的“合闸”公式,若该步公式逻辑值为“True”,则“连锁刀闸”的状态转换序列的最终逻辑值为“True”,也即“GS9131由状态O转换到状态I”的逻辑判断结果为“True”,否则为“False”。
[0273] 第二步的执行GS9131刀闸合闸公式的过程如下:
[0274] 拓扑防误逻辑系统将根据“刀闸”合闸公式进行逻辑表达式的计算,其调用判断和搜索的顺序同刀闸-FD11,如图7、图8所示。
[0275] 底层判断“设备_直连开关_无_合位”在执行“搜索_设备_直连_开关_缓存”的搜索时,从GS9131刀闸的热点O所在的节点e、节点d出发,遍历节点表,沿连线搜索到边界条件(所有不可忽略的电气设备)“KG913开关”、“GS9131地刀”、“ 1M母线”,截止,拓扑防误逻辑系统用在边界限定条件内搜索到的设备“分位的KG913开关”、“分位的GS9131地刀”,再据结果集合筛选条件(“开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位,,)对初步的目标设备集合进行筛选,得到最终搜索目标集合,该集合为“空集”。故“设备_直连开关_无_合位”的逻辑表达式计算结果为“True”。
[0276] 由于括号前面的判断项“设备_直连开关_无_合位”的逻辑值为“True”,系统将继续调用括号内的判断项“刀闸_左侧_空载”。系统在判断“刀闸_左侧_空载”将执行“搜索_刀闸_左侧_连接的负载”的搜索,搜索时将从GS9131刀闸的热点O所在的节点e出发,遍历节点表,沿连线搜索到边界条件(宏_刀闸在分位+开关+负荷开关)“KG913开关”截止,拓扑防误逻辑系统用在边界限定条件内搜索到的设备“分位的KG913开关”、“分位的GS9131地刀”,再据结果集合筛选条件(“开关.不在.分位+负荷开关.不在.分位”)对初步的目标设备集合进行筛选,得到最终搜索目标集合,该集合为“空集”。故“刀闸_左侧_空载”的逻辑表达式计算结果为“True”。
[0277] 括号内判断项将不再执行“刀闸_右侧_空载”的判断项,整个括号的判断项返回逻辑值“True”给上一级判断,上一级判断“刀闸_ 一侧_空载”的逻辑值为“True”,最终该刀闸的“刀闸-无-带负荷_拉合”的逻辑值为“True”,从而“GS9131刀闸合闸公式”的结果为“True”,“连锁刀闸”状态转换序列的第二步的逻辑判断结果为“True”。
[0278] 由于“连锁刀闸”的两步逻辑计算结果均为“True”,故本例中复合开关类设备“连锁刀闸” GS9131的状态转换序的逻辑判断结果为“ True ”也即,“GS9131由状态O转换到状态I”的操作请求相关的逻辑表达式计算结果为“True”。其调用判断和搜索的过程如图11,返回值的过程如图12。
[0279] 步骤24:根据计算结果判断操作请求是否允许操作。
[0280] “⑶117由状态O转换到状态I”的操作请求由地刀的合闸公式的判断项“地刀_在_隔离区”返回逻辑计算值“True”,即,拓扑防误逻辑系统将给予“⑶117由状态O转换至IJ状态I”的操作请求响应“允许”。若返回结果是:“False”时,响应“禁止”,并返回相关禁止操作设备的列表。
[0281] “FD11由状态I转换到状态O”的操作请求由刀闸的合闸公式的判断项“刀闸_无_带负荷_拉合”返回逻辑计算值“False”,即,拓扑防误逻辑系统将给予“FD11由状态I转换到状态O”的操作请求响应“禁止”,同时,将“:[错误]开关不在分位,涉及:FD1开关! ”返回给操作请求方。
[0282] 复合开关类设备“连锁刀闸”的“GS9131由状态O转换到状态I”的操作请求由其状态转换序列返回逻辑计算值“True”,即,拓扑防误逻辑系统将给予“GS9131由状态O转换至丨J状态I”的操作请求响应“允许”。
[0283] 本发明还提供了一种电气设备防误操作装置,包括设备分解模块、拓扑关系解析模块、操作规则库和操作规则公式计算模块。
[0284] 所述设备分解模块,用于将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,一般是将复合开关类设备按其电气性质分解为开关、刀闸、接地刀闸,比如三工位刀闸可以分解为一个刀闸加一个接地刀闸,三个状态分别映射为刀闸和接地刀闸的状态,并将分解结果保存到设备分解描述文件中。
[0285] 所述拓扑关系解析模块,用于根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表;优选地,还可以通过该表形成电气设备连接图。
[0286] 所述操作规则库,用于存储所述设备操作规则公式;
[0287] 所述操作规则公式计算模块,用于计算所述操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机。所述操作规则公式计算模块首先用于计算操作规则公式中定义的搜索,它是按照搜索边界,从一个设备的一个或几个节点出发对电气设备连接图进行遍历,遍历的边界条件为搜索边界,遍历过程中收集满足搜索目标定义的设备集合,搜索结果集合用于判断逻辑表达式;其次用于计算操作规则公式中定义的规则表达式,该规则表达式是以对搜索集合的判断为基础,由与、或、括号等运算符构成的规则表达式,该规则表达式的计算结果说明了设备是否允许操作。
[0288] 本发明还提供了一种电气设备防误操作系统,如图13所示,包括电气设备防误操作装置、接线图输入装置和防误主机。
[0289] 所述电气设备防误操作装置包括设备分解模块、拓扑关系解析模块、操作规则库和操作规则公式计算模块;所述设备分解模块,用于将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,并将分解结果保存到设备分解描述文件中;所述拓扑关系解析模块,用于根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表;所述操作规则库,用于存储所述设备操作规则公式;所述操作规则公式计算模块,用于计算所述操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机。
[0290] 所述接线图输入装置,用于输入系统的拓扑接线图。
[0291] 所述防误主机用于提供设备状态表、输入操作请求和输出计算结果。
[0292] 本发明提供的一种电气设备防误操作方法、装置和系统,避免了人工编写设备闭锁逻辑公式导致的工作量大,对调试人员素质要求高,容易出错,审核困难等问题,同时系统又允许防误专家通过设备规则公式的方法定义设备的操作规则,这样使得对规则的调整更容易、直观,使得防误专家能够直接参与规则的定义,甚至用户可以审阅规则定义,而程序开发人员可以不必理解复杂的防误规则;即使防误需求变化很多,也可以保证系统的稳定性、可靠性。同时通过本方法还可以方便的处理集控站站间闭锁和设备检修逻辑,使得五防系统的更可靠、更实用。
[0293] 最后应当说明的是,很显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种电气设备防误操作方法,其特征在于,包括步骤: 11.编写基本开关类设备的操作规则公式,该操作规则公式包括设备类型、操作类型和规则表达式,所述规则表达式主要由搜索和判断构成;其中,搜索为从设备拓扑节点表中的节点出发按拓扑连接关系和搜索边界条件向前搜索的过程,判断为与搜索结果相关的逻辑表达式;所述规则表达式定义了每种基本开关类设备进行倒闸操作时需要满足的防误规则; 12.将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备来构建设备拓扑节点表,其中,所述复合开关类设备为由多个基本开关类设备组合而成的设备,所述基本开关类设备包括开关、刀闸、接地设备、网门和负荷开关; 13.当出现倒闸操作请求时,结合所述设备拓扑节点表,计算请求倒闸操作的设备的操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤12包括步骤: 121.将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,并将分解结果保存到设备分解描述文件中; 122.根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表,所述设备拓扑节点表至少包含各设备之间的连接关系信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备包括步骤: a)将复合开关类设备分解为两个以上基本开关类设备的连接组合,使得分解后的基本开关类设备的组合的对外接线端子特性,与分解前的复合开关类设备的对外接线端子特性一致; b)将复合开关类设备的各状态与分解后的基本开关类设备各状态映射,使得复合开关类设备的每个状态均有分解后的各个基本开关类设备的状态与之对应; c)将复合开关类设备的状态转换分解为基本开关类设备的状态转换序列。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤13包括步骤: 131.当出现倒闸操作请求时,根据请求倒闸操作的设备类型和操作类型调用对应设备的操作规则公式; 132.按照调用设备的操作规则公式的规则表达式在所述设备拓扑节点表上进行搜索,得到搜索结果集合; 133.对搜索结果集合按照所述规则表达式进行判断,得到计算结果; 134.将计算结果返回给所述防误主机。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,一个搜索包括搜索名、搜索的起点设备、搜索起点端子、搜索时间点、搜索边界和搜索目标; 所述搜索名代表所对应的搜索,对于搜索名的引用等同于对搜索结果的引用; 所述搜索起点设备是当前操作设备或另一个搜索集合中的设备或通过设备类型指定的某一类设备集合; 所述搜索起点端子是搜索起点设备的端子或是通过端子类型指定的搜索起点端子; 所述搜索时间点用来标示搜索时当前设备状态是按操作前状态处理还是按操作后状态处理; 所述搜索边界用于指定搜索的边界条件,所述搜索边界通过设备类型、设备类型与设备状态判断符与设备状态的组合指定; 所述搜索目标用于描述搜索结果设备应满足的条件,所述搜索目标通过设备类型、设备类型与设备状态判断符与设备状态的组合指定,所述设备状态判断符包括在、不在、全部状态为、包含、不包含;设备状态包括合位、分位。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述判断是由判断项和与、或、非操作符组成的表达式; 所述判断项是一个由括号括起来的规则表达式或一个判断名或一个搜索判断; 所述判断名是对一个判断的定义,对判断名的引用相当于对该判断的引用; 所述搜索判断包含搜索结果集合属性判断和集合间比较判断。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述搜索结果集合属性判断包括搜索到设备、搜索结果集合设备状态判断、搜索结果集合设备属性判断、搜索结果集合设备数量判断; 所述搜索结果集合设备状态判断包括搜索名、状态判断符、设备状态组成,所述状态判断符包括全部状态为、状态包含、状态不包含,设备状态包括合位、分位、不确定状态; 所述搜索结果集合设备数量判断包括搜索名、数量判断符、常数值,用于判断搜索设备结果集合中设备的数量是否满足特定的数量约束,所述数量判断符包括数量大于、数量小于、数量等于、数量大于等于、数量小于等于; 所述搜索结果集合设备属性判断包括搜索名、设备集合属性判断符、设备属性,所述设备集合属性判断符是“全部属性为”。
8.根据权利要求1-7任一项所述方法,其特征在于,所述步骤13之后还包括步骤: 14.防误主机将计算结果提示给用户,当计算结果是允许操作时,则提示对应的设备操作请求正确;当计算结果是禁止操作时,则提示对应的设备操作请求错误,当请求的操作违反了非严格执行的操作规则,则防误主机询问用户是否继续执行,是,则继续执行,否,则不执行。
9.一种电气设备防误操作装置,其特征在于,该电气设备防误操作装置采用如权利要求I至8任一项中所述的电气设备防误操作方法,该电气设备防误操作装置包括设备分解模块、拓扑关系解析模块、操作规则库和操作规则公式计算模块; 所述设备分解模块,用于将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,并将分解结果保存到设备分解描述文件中; 所述拓扑关系解析模块,用于根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表; 所述操作规则库,用于存储所述基本开关类设备的操作规则公式; 所述操作规则公式计算模块,用于计算所述操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机。
10.一种电气设备防误操作系统,其特征在于,该电气设备防误操作系统采用如权利要求I至8任一项中所述的电气设备防误操作方法,该电气设备防误操作系统包括电气设备防误操作装置、接线图输入装置和防误主机; 所述电气设备防误操作装置包括设备分解模块、拓扑关系解析模块、操作规则库和操作规则公式计算模块;所述设备分解模块,用于将复合开关类设备按其电气性质分解为基本开关类设备,并将分解结果保存到设备分解描述文件中;所述拓扑关系解析模块,用于根据系统接线图和设备分解描述文件,构建设备拓扑节点表;所述操作规则库,用于存储所述基本开关类设备的操作规则公式;所述操作规则公式计算模块,用于计算所述操作规则公式,并将计算结果返回给防误主机; 所述接线图输入装置,用于输入系统的拓扑接线图; 所述防误主机用于提供设备状态表、输入操作请求和输出计算结果。
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